CN103208562A - 一种制作发射极环绕型太阳电池的方法 - Google Patents

一种制作发射极环绕型太阳电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103208562A
CN103208562A CN201310100049XA CN201310100049A CN103208562A CN 103208562 A CN103208562 A CN 103208562A CN 201310100049X A CN201310100049X A CN 201310100049XA CN 201310100049 A CN201310100049 A CN 201310100049A CN 103208562 A CN103208562 A CN 103208562A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
emitter
emitter region
hole
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310100049XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103208562B (zh
Inventor
朱洪亮
朱小宁
黄永光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of CAS
Original Assignee
Institute of Semiconductors of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of CAS filed Critical Institute of Semiconductors of CAS
Priority to CN201310100049.XA priority Critical patent/CN103208562B/zh
Publication of CN103208562A publication Critical patent/CN103208562A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103208562B publication Critical patent/CN103208562B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开一种制作发射极环绕型太阳电池的方法，包括：在基片上制作呈等边三角形阵列排布的通孔阵列；将基片在碱性溶液中进行各向异性腐蚀制作减反绒面；将基片在管式扩散炉内进行杂质扩散形成发射极；在基片正面和背面制作氮化硅或氧化硅形成正面减反介质薄膜和背面钝化介质薄膜；在基片背面的通孔阵列之间形成背面基区，并制作叉指基区电极；在基片背面发射区内制作叉指发射区电极，发射区电极材料填满通孔，连接所有通孔阵列；烧结形成基区电极、发射区电极与基片材料之间的欧姆接触。本发明采用等边三角形通孔阵列，改善了发射极环绕型太阳电池的通孔分布和电极排布的均匀性，提高了光生载流子的收集率，提高了太阳电池的光电转换效率。

Description

一种制作发射极环绕型太阳电池的方法
技术领域
本发明涉及太阳电池及其制备技术领域，特别涉及一种呈等边三角形通孔阵列排布的发射极环绕型太阳电池的制作方法。
背景技术
发射极环绕型(Emitter Wrap Through，EWT)太阳电池是最近几年国际流行的新型高效光伏器件。由于几乎没有表面电极遮光，在相同的辐照条件下，电池能够产生更多的光生电流，从而提高电池的光电转换效率。
EWT太阳电池是在电池上制备有贯穿电池正面和背面的通孔。整个电池的正面除孔洞区外，光照时都可以产生光生载流子，产生的光生载流子通过扩散运动到孔洞边缘并通过孔洞电极传导到电池背面的发射极电极。并且发射区不仅在正面实施了扩散掺杂，而且在通孔的内表面和背面区域都实施了扩散掺杂，因而正面发射区、通孔发射区和背面发射区呈环绕式连通。这样，在电池的背面具有正、负两个电极，通常呈叉指式排列，以便于后期的组件封装。
EWT太阳电池与另一种金属环绕型太阳电池的通孔阵列主要采用四方点阵分布(美国专利US20050176164A1、US20060162766A1)和六方点阵分布(中国专利200480018805.3)。在四方形点阵分布中，对角线交点处产生的光生载流子距离通孔较远，不易被收集；在六方形点阵分布中，这种非均匀性则更为严重，因而成为影响太阳电池效率不可忽略的因素。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种呈等边三角形通孔阵列排布的发射极环绕型太阳电池的制作方法。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种制作发射极环绕型太阳电池的方法，包括：
在基片上制作呈等边三角形阵列排布的贯穿正面和背面的通孔阵列；
将制作有通孔阵列的基片在含有氢氧化钠(NaOH)和异丙醇(IPA)的碱性溶液中进行各向异性腐蚀，制作减反绒面；
将制作有减反绒面的基片置于管式扩散炉内进行杂质扩散，在基片正面、通孔侧壁及基片背面形成发射极，并使正面发射区、通孔侧壁发射区和背面发射区呈环绕式连通；
在基片正面和背面利用氮化硅或氧化硅制作正面减反介质薄膜和背面钝化介质薄膜
在基片背面的通孔阵列之间刻蚀掉部分介质薄膜和其下面的发射区材料形成背面基区，并通过丝网印刷在该基区内制作叉指基区电极；
在基片背面发射区内制作叉指发射区电极，发射区电极材料填满通孔，发射区电极连接所有通孔阵列；
烧结，使基区电极、发射区电极与基片材料之间形成欧姆接触；
上述方案中，所述基片为半导体材料基片，包括掺杂类型为n型或p型的单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓或磷化铟。
上述方案中，所述等边三角形排布的通孔阵列，其通孔位于等边三角形的顶点，通孔贯穿材料基片的正面和背面，等边三角形边长范围为10微米至5毫米，通孔孔径范围为1微米至0.5毫米，通孔形状为圆柱形、圆台形、方形或多边形。
上述方案中，所述在管式扩散炉内进行杂质扩散，是在该管式扩散炉内通入含有与基片导电类型相反的杂质气态源、液态源或固态源进行杂质扩散。
上述方案中，所述在基片正面和背面制作氮化硅或氧化硅是采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热氧化方法实现的。
上述方案中，所述在基片背面的通孔阵列之间刻蚀掉部分介质薄膜和其下面的发射区材料是通过反应离子刻蚀(RIE)或化学腐蚀或激光刻槽工艺实现的。
上述方案中，所述在基片背面基区内制作叉指基区电极和在发射区内制作叉指发射区电极是通过丝网印刷实现的，基极电极处于孔阵之间，发射极电极覆盖通孔阵列。
上述方案中，所述烧结是通过链式烧结炉或管式烧结炉或快速热处理(RTP)实现的。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有的有益效果为：采用等边三角形通孔阵列制作发射极环绕型太阳电池，在载流子扩散长度一定的情况下，等边三角形点阵中单位受光面积内包含的通孔个数最少，均匀性最佳。因此采用本发明制作发射极环绕型太阳电池，能够以最少的通孔数，改善发射极环绕型太阳电池通孔分布和电极排布的均匀性，改善光生载流子在正面的收集率，提高太阳电池的光电转换效率。同时背面电极可以做成直线叉指式，有利于丝网印刷工艺。
附图说明
图1为依照本发明实施例的制作发射极环绕型太阳电池的方法流程图；
图2为依照本发明实施例的等边三角形通孔阵列的排布示意图。
图3为依照本发明实施例的呈等边三角形通孔阵列排布的EWT太阳电池背面叉指基区电极和叉指发射区电极示意图。
图4为依照本发明实施例制作的呈等边三角形通孔阵列排布的EWT太阳电池工艺流程图。
附图标记：1基片，2通孔，3减反射绒面，4正面发射区，5通孔侧壁发射区，6正面介质薄膜，7背面介质薄膜，8背面基区，9背面发射区，10基区电极，11发射区电极。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为依照本发明实施例的制作发射极环绕型太阳电池的方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤1：在基片上制作呈等边三角形阵列排布的贯穿正面和背面的通孔阵列；
步骤2：在通孔阵列的基片表面制作减反绒面；
步骤3：在基片正面、通孔侧壁及背面形成发射极，使正面发射区、通孔侧壁发射区和背面发射区呈环绕式连通；
步骤4：在基片正面制作减反介质薄膜，在基片背面制作钝化介质薄膜；
步骤5：在基片背面的通孔阵列之间形成背面基区，在该基区内制作叉指基区电极；
步骤6：在基片背面发射区内制作叉指发射区电极，发射区电极材料填满通孔，发射区电极连接所有通孔阵列；
步骤7：烧结，使基区电极、发射区电极与基片材料之间形成欧姆接触；
其中，步骤1中所述基片为半导体材料基片，包括掺杂类型为n型或p型的单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓或磷化铟等。所述等边三角形排布的通孔阵列，如图2所示，其通孔位于等边三角形的顶点，通孔贯穿材料基片的正面和背面，等边三角形边长范围为10微米至5毫米，通孔孔径范围为1微米至0.5毫米，通孔形状为圆柱形、圆台形、方形或多边形。
其中，步骤2中所述在通孔阵列的基片表面制作减反绒面，是将制作有通孔阵列的基片在含有氢氧化钠(NaOH)和异丙醇(IPA)的碱性溶液中进行各向异性腐蚀实现的。
其中，步骤3中所述在基片正面、通孔侧壁及基片背面形成发射极，是将制作有减反绒面的基片置于管式扩散炉内进行杂质扩散实现的，杂质扩散是在该管式扩散炉内通入含有与基片导电类型相反的杂质气态源、液态源或固态源实现的。
步骤4中所述在基片正面和背面形成减反和钝化介质薄膜，是在基片正面和背面淀积氮化硅或氧化硅介质薄膜实现的，氮化硅或氧化硅介质薄膜是采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热氧化方法实现的。
步骤5中所述在基片背面的通孔阵列之间刻蚀掉部分介质薄膜和其下面的发射区材料是通过反应离子刻蚀(RIE)或化学腐蚀或激光刻槽工艺实现的。
步骤5和6中所述在基片背面基区内制作叉指基区电极和在发射区内制作叉指发射区电极是通过丝网印刷实现的。
步骤7中所述烧结是通过链式烧结炉或管式烧结炉或快速热处理(RTP)实现的。
利用该方法制作的发射极环绕型太阳电池，其背面电极按叉指式排布，发射极电极覆盖通孔阵列，基极电极处于孔阵之间；图3示出了依照本发明实施例的呈等边三角形通孔阵列排布的EWT太阳电池背面基区电极和发射区电极示意图。
实施例：呈等边三角形通孔阵列排布的EWT太阳电池的制作工艺
图4为依照本发明实施例制作的呈等边三角形通孔阵列排布的EWT太阳电池工艺流程图，该方法包括以下步骤：
步骤1：在基片1上制作如图2所示的等边三角形通孔2的阵列，通孔2贯穿基片1的正面和背面。
步骤2：将作有三角形通孔阵列的基片1在含有氢氧化钠(NaOH)和异丙醇(IPA)的碱性溶液中进行各向异性腐蚀，制作减反绒面3。
步骤3：在管式扩散炉内通含有与衬底导电类型相反杂质的气态源或液态源或固态源进行杂质扩散，在基片的正面、通孔侧壁及背面形成发射极，并使正面发射区4、通孔侧壁发射区5和背面发射区9呈环绕式连通。
步骤4：通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热氧化制作氮化硅或氧化硅，在正面和背面分别形成正面减反介质薄膜6和背面钝化介质薄膜7。
步骤5：在背面的通孔阵列之间，通过反应离子刻蚀(RIE)或化学腐蚀或激光刻槽，刻蚀掉部分介质薄膜和其下面的发射区材料，形成背面基区8，并通过丝网印刷在基区8内制作基区电极10。
步骤6：通过丝网印刷在背面发射区内制作发射区电极11，发射区电极材料填满通孔，发射区电极连接所有通孔2阵列。
步骤7：最后通过链式烧结炉或管式烧结炉或快速热处理(RTP)烧结，完成基区电极10和发射区电极11与基片材料之间的欧姆接触。
在上述实施例中，等边三角形通孔2阵列如图2所示。通孔位于等边三角形的顶点，通孔贯穿材料基片1的正面和背面，等边三角形边长范围为10微米至5毫米，通孔孔径范围为1微米至0.5毫米，通孔形状为圆柱形、圆台形、方形或多边形。
在上述实施例中，太阳电池的背面电极按图3所示的叉指式排布，发射极电极11覆盖通孔2阵列，基极电极10处于孔阵之间。
本发明提供的这种制作发射极环绕型太阳电池的方法，采用等边三角形通孔阵列，改善发射极环绕型太阳电池通孔分布和电极排布的均匀性，提高光生载流子的收集率，进而提高太阳电池的光电转换效率。在载流子扩散长度一定的情况下，等边三角形点阵中单位受光面积内包含的通孔个数最少，均匀性最佳，因此采用本发明制作等边三角形通孔阵列，能够以最少的通孔数，改善光生载流子在正面的收集率，同时背面电极可以做成直线叉指式，有利于丝网印刷工艺。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，包括：
在基片上制作呈等边三角形阵列排布的贯穿正面和背面的通孔阵列；
将制作有通孔阵列的基片在含有氢氧化钠(NaOH)和异丙醇(IPA)的碱性溶液中进行各向异性腐蚀，制作减反绒面；
将制作有减反绒面的基片置于管式扩散炉内进行杂质扩散，在基片正面、通孔侧壁及基片背面形成发射极；
在基片正面和背面分别制作正面减反介质薄膜和背面钝化介质薄膜；
在基片背面的通孔阵列之间刻蚀掉部分介质薄膜和其下面的发射区材料形成背面基区，并通过丝网印刷在该基区内制作叉指基区电极；
在基片背面发射区内制作叉指发射区电极，发射区电极材料填满通孔，发射区电极连接所有通孔阵列；
烧结，使基区电极、发射区电极与基片材料之间形成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述基片为半导体材料基片，包括掺杂类型为n型或p型的单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓或磷化铟。
3.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述等边三角形排布的通孔阵列，其通孔位于等边三角形的顶点，通孔贯穿材料基片的正面和背面，等边三角形边长范围为10微米至5毫米，通孔孔径范围为1微米至0.5毫米，通孔形状为圆柱形、圆台形、方形或多边形。
4.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述在管式扩散炉内进行杂质扩散，是在该管式扩散炉内通入含有与基片导电类型相反的杂质气态源、液态源或固态源进行杂质扩散。
5.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述在基片正面和背面制作氮化硅或氧化硅是采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热氧化方法实现的。
6.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述在基片背面的通孔阵列之间刻蚀掉部分介质薄膜和其下面的发射区材料是通过反应离子刻蚀(RIE)或化学腐蚀或激光刻槽工艺实现的。
7.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述在基片背面基区内制作叉指基区电极和在发射区内制作叉指发射区电极是通过丝网印刷实现的，基极电极处于孔阵之间，发射极电极覆盖通孔阵列。
8.根据权利要求1所述的制作发射极环绕型太阳电池的方法，其特征在于，所述烧结是通过链式烧结炉或管式烧结炉或快速热处理(RTP)实现的。
CN201310100049.XA 2013-03-26 2013-03-26 一种制作发射极环绕型太阳电池的方法 Expired - Fee Related CN103208562B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310100049.XA CN103208562B (zh) 2013-03-26 2013-03-26 一种制作发射极环绕型太阳电池的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310100049.XA CN103208562B (zh) 2013-03-26 2013-03-26 一种制作发射极环绕型太阳电池的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103208562A true CN103208562A (zh) 2013-07-17
CN103208562B CN103208562B (zh) 2015-06-03

Family

ID=48755717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310100049.XA Expired - Fee Related CN103208562B (zh) 2013-03-26 2013-03-26 一种制作发射极环绕型太阳电池的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103208562B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559479B1 (en) * 1998-11-25 2003-05-06 Fraunhofer-Gesellscahft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Thin-film solar array system and method for producing the same
US20060162766A1 (en) * 2003-06-26 2006-07-27 Advent Solar, Inc. Back-contacted solar cells with integral conductive vias and method of making
CN1860618A (zh) * 2003-06-30 2006-11-08 日出能源公司 薄硅晶片上的发射体绕通背面接触太阳能电池
CN100452289C (zh) * 2004-02-05 2009-01-14 日出能源公司 背-触点太阳能电池及制备方法
CN101383386A (zh) * 2008-10-24 2009-03-11 中国科学院电工研究所 一种发射极环绕型太阳电池及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559479B1 (en) * 1998-11-25 2003-05-06 Fraunhofer-Gesellscahft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Thin-film solar array system and method for producing the same
US20060162766A1 (en) * 2003-06-26 2006-07-27 Advent Solar, Inc. Back-contacted solar cells with integral conductive vias and method of making
CN1860618A (zh) * 2003-06-30 2006-11-08 日出能源公司 薄硅晶片上的发射体绕通背面接触太阳能电池
CN100452289C (zh) * 2004-02-05 2009-01-14 日出能源公司 背-触点太阳能电池及制备方法
CN101383386A (zh) * 2008-10-24 2009-03-11 中国科学院电工研究所 一种发射极环绕型太阳电池及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103208562B (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI718703B (zh) 太陽能電池及其製造方法
US20110139250A1 (en) Bifacial solar cell
US20120288989A1 (en) Manufacturing method of electrode of solar cell and manufacturing apparatus thereof
CN102487091B (zh) 一种新型背接触太阳能电池及其制造方法
JP2011512687A (ja) 非対称ウエーハのエッチング方法、非対称エッチングのウエーハを含む太陽電池、及び太陽電池の製造方法
JP2013513966A (ja) 裏面電界型のヘテロ接合太陽電池及びその製造方法
KR101651302B1 (ko) 양면수광형 태양전지 및 그 제조방법
CN103996746A (zh) 一种可量产的perl晶体硅太阳电池的制作方法
CN103029423A (zh) 太阳能电池片及其印刷丝网
CN108682699B (zh) 一种低成本的mwt太阳能电池正电极的制备方法
CN108110087B (zh) 一种低线宽mwt硅太阳能电池的制备方法
CN201364905Y (zh) 一种具有异质结结构的背引出硅太阳电池
CN106684173A (zh) 双面光电转换元件
KR20120077840A (ko) 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법
CN204315603U (zh) 一种背面抛光晶硅太阳能电池
CN202977438U (zh) 一种全背面接触晶硅电池
CN103208562B (zh) 一种制作发射极环绕型太阳电池的方法
KR101198430B1 (ko) 양면 수광형 국부화 에미터 태양전지 및 그 제조 방법
CN103165755B (zh) 一种制作金属环绕型太阳电池的方法
CN106449847A (zh) 一种具有垂直pn异质结的太阳能电池及其制作方法
JP6820435B2 (ja) 太陽光の吸収に有効なｐ型ｐｅｒｃ両面太陽電池及びその製造方法
KR101101621B1 (ko) 전후면전계 태양전지 및 그 제조방법
KR101251878B1 (ko) 양면 수광형 태양전지 제조 방법
CN201796899U (zh) 一种单深结密栅线结构太阳电池
CN102013439B (zh) 一种单深结密栅线结构太阳电池及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150603

Termination date: 20160326